一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法，该方法包括如下步骤：(1)获取交直流混联系统潮流计算方程组F(X)，设置初始迭代点和初始自适应因子，迭代次数k＝1；(2)根据F(x)获取第k次迭代时的雅可比矩阵；(3)根据第k次迭代的自适应因子求取第k次迭代的阻尼因子，进而获取第k次迭代的迭代步长和近似迭代步长；(4)计算第k次迭代取舍因子，根据取舍因子对迭代点和自适应因子进行调整，得到第k+1次迭代点及第k+1次迭代的自适应因子；(5)判断是否满足迭代终止条件，若是则得到交直流混联系统的潮流计算数据，否则赋值k＝k+1并返回步骤(2)。与现有技术相比，本发明专利技术方法收敛特性能优越。

A power flow calculation method for AC / DC hybrid system based on improved LM algorithm

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交直流混联系统潮流计算方法，尤其是涉及一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法。
技术介绍
随着高压直流输电(HVDC)在世界各地得到应用，现代电力系统已经成为一个交直流混联系统：交流系统和直流系统相互连接的电力系统。随着超高压(UHV)输电网络的建设，交直流混合系统的稳定性与安全运行问题越来越被重视。电力系统潮流计算是稳定性和安全性分析的基本且有效的工具。为使电力系统安全、稳定且高效地运行，需要得到合理的交直流混联潮流解，故需要一个较好的计算方法。目前对于交直流混联电力系统的潮流计算分为两类：一类是交替迭代法，另一类是统一迭代法。交替迭代法中，交流方程和直流方程分开求解。这种方法的优点是在算法编程实现上较为简单。缺点是在特定情况下的收敛性不佳。统一迭代法中，交流方程和直流方程同时进行迭代，考虑了直流系统和交流系统的耦合关系，在收敛性上更优越。这种方法的缺点是雅可比矩阵比纯交流系统的阶数更高，同时在算法编程实现上难度更高。目前已有若干提高潮流收敛性的研究结果，但是在系统重负荷的病态情况下，雅可比矩阵接近奇异，传统的牛顿法会出现震荡或者发散现象。Levenverg-Marquardt方法(LM方法)是一种鲁棒的数值最小二乘优化方法，在雅可比矩阵奇异的时候也能够进行迭代。然而在交直流混联系统重负荷的病态情况下的收敛情况不够优越。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法，该方法包括如下步骤：(1)获取交直流混联系统潮流计算方程组F(x)＝0，设置初始迭代点x1和初始自适应因子α1，初始化迭代次数k＝1；(2)根据F(x)获取第k次迭代时的雅可比矩阵J(xk)，xk为第k次迭代点；(3)根据第k次迭代的自适应因子αk求取第k次迭代的阻尼因子μk，进而根据阻尼因子μk获取第k次迭代的迭代步长dk和近似迭代步长(4)计算第k次迭代取舍因子ρk，根据取舍因子ρk设定范围大小对迭代点和自适应因子进行调整，得到第k+1次迭代点xk+1及第k+1次迭代的自适应因子αk+1；(5)判断是否满足迭代终止条件，若是则得到交直流混联系统的潮流计算数据，否则赋值k＝k+1并返回步骤(2)。步骤(2)具体为：在迭代点xk对F(x)作一阶泰勒展开得到F(xk)+J(xk)dk，进而得到第k次迭代时的雅可比矩阵J(xk)。步骤(3)中第k次迭代的阻尼因子μk通过下式计算得到：μk＝αk||F(xk)||2。步骤(3)中第k次迭代的迭代步长dk通过下式计算得到：dk＝-(J(xk)TJ(xk)+μkTF(xk))。步骤(3)中第k次迭代的近似迭代步长通过计算下式得到： ( J ( x k ) T J ( x k ) + μ k I ) d ~ k = - J ( x k ) T F ( x k + d k ) , ]]>其中，I为单位阵。步骤(4)中第k次迭代取舍因子ρk通过下式求取： ρ k = | | F ( x k ) | | - | | F ( x k + d k + d ~ k ) | | | | F ( x k ) | | - | | F ( x k ) + J ( x k ) d k | | + | | F ( x k + d k ) | | - | | F ( x k + d k ) + J ( x k ) d ~本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)获取交直流混联系统潮流计算方程组F(x)＝0，设置初始迭代点x1和初始自适应因子α1，初始化迭代次数k＝1；(2)根据F(x)获取第k次迭代时的雅可比矩阵J(xk)，xk为第k次迭代点；(3)根据第k次迭代的自适应因子αk求取第k次迭代的阻尼因子μk，进而根据阻尼因子μk获取第k次迭代的迭代步长dk和近似迭代步长(4)计算第k次迭代取舍因子ρk，根据取舍因子ρk设定范围大小对迭代点和自适应因子进行调整，得到第k+1次迭代点xk+1及第k+1次迭代的自适应因子αk+1；(5)判断是否满足迭代终止条件，若是则得到交直流混联系统的潮流计算数据，否则赋值k＝k+1并返回步骤(2)。

【技术特征摘要】
1.一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)获取交直流混联系统潮流计算方程组F(x)＝0，设置初始迭代点x1和初始自适应因子α1，初始化迭代次数k＝1；(2)根据F(x)获取第k次迭代时的雅可比矩阵J(xk)，xk为第k次迭代点；(3)根据第k次迭代的自适应因子αk求取第k次迭代的阻尼因子μk，进而根据阻尼因子μk获取第k次迭代的迭代步长dk和近似迭代步长(4)计算第k次迭代取舍因子ρk，根据取舍因子ρk设定范围大小对迭代点和自适应因子进行调整，得到第k+1次迭代点xk+1及第k+1次迭代的自适应因子αk+1；(5)判断是否满足迭代终止条件，若是则得到交直流混联系统的潮流计算数据，否则赋值k＝k+1并返回步骤(2)。2.根据权利要求1所述的一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法，其特征在于，步骤(2)具体为：在迭代点xk对F(x)作一阶泰勒展开得到F(xk)+J(xk)dk，进而得到第k次迭代时的雅可比矩阵J(xk)。3.根据权利要求1所述的一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法，其特征在于，步骤(3)中第k次迭代的阻尼因子μk通过下式计算得到：μk＝αk||F(xk)||2。4.根据权利要求1所述的一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法，其特征在于，步骤(3)中第k次迭代的迭代步长dk通过下式计算得到：dk＝-(J(xk)TJ(xk)+μkTF(xk))。5.根据权利要求1所述的一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法，其特征在于，步骤(3)中第k次迭代的近似迭代步长通过计算下式得到： ( J ( x k ) T J ( x k ) + μ k I ) d ~ k = - J ( x k ) T F ( x k + d k ) , ]]>其中，I为单位阵。6.根据权利要求1所述的一种基于改进的LM算法的交直流混联系统潮流计算方法，其特征在于，步骤(4)中第k次迭代取舍因子ρk通过下式求取： ρ k = | | F ( x k ) | | - | | F ( x k + d k + d ~ k ) | | | | F ( x k ) | | - | | F ( x k ) + J ( x k ) d k | | + | | F ( x k + d k ) | | - | | F ( x k ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李禹鹏，冯楠，严正，杨增辉，崔勇，冯煜尧，马骏宇，曹佳，徐潇源，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，上海交通大学，华东电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31